談中學化學探究式教學的實施

摘 要：科學教育的目標越來越傾向于培養學生的探究能力、科學態度與科學精神等。實行“探究式學習”，是社會發展對人才的要求。學生在探究實踐中，知識得以豐富，能力得以提高，方法得以形成，情感得以升華，加深了學生對化學的理解和熱愛，更好地體現了化學教學與社會發展的關系。

關鍵詞：中學 化學 探究 教學

化學是以實驗為基礎的自然科學，要使學生學好化學，就必須重視和加強實驗教學。探究性實驗有利于激發學生的創新欲望和學習興趣，幫助學生獲取基礎知識和基本技能；在探究實驗過程中學生始終處于不斷探索的情境中，主動實驗，認真操作，仔細觀察，積極思維，有利于過程和方法的教育；學生親自動手探究化學規律，有利于形成正確的情感態度和科學的價值觀。教育貴在引導，教學中要用一些方法引導、啟發學生參與探究學習的過程。

一、激發興趣與質疑，培養探究意識

“興趣是最好的老師”，激發學生探究興趣，培養學生積極思考、發現問題的能力，是研究性學習要解決的首要問題。

1.從生活入手，培養觀察生活的能力，激發探究欲望。

教育首先是一種生活，一種健康的、充滿智慧與詩意的生活。讓教育回歸生活，教育才能學以致用。生活中有不少現象，平時習以為常，一旦提到課堂上，學生會從化學的視角重新審視和思考。如“神奇的石鐘乳婀娜多姿，它是如何形成的”；“輕薄的手機鋰電池，為什么有超長的待機功能”；“交警手中的儀器為什么能測出駕駛員是否酒后駕車”等都能很快激活學生的思維。生活中很多物品或現象蘊涵化學原理，在課堂上回味，可投石激疑、如臨其境。如形形色色的滅火器可幫助我們理解和認識二氧化碳的性質和制備原理；“焊錫補的鋁盆爛得快”可幫助我們理解原電池的工作原理；“鏡子背面發亮的東西是水銀？是銀？還是鍍鋁？”鏡子背后的秘密可幫助我們理解金屬的性質與制鏡工藝的發展。如此等等，有助于提高學生的學習興趣和熱情。生活中處處有科學，只要我們啟發學生認真觀察生活、積極思考，他們就會提出許許多多個為什么。實踐表明，利用學生熟悉的事例引導探究，學生感到親切自然。從生活走向化學，從化學走向社會，有助于學生形成從客觀事物的感性認識入手來探索化學知識的好習慣。

2.從課本入手，培養大膽質疑的能力，養成探究習慣。

人們求知識的過程，是一個不斷破舊立新的過程。正是懷疑推動了人們去思考，去探求未知的領域。疑是思之始、學之端，鼓勵學生大膽質疑是十分重要的。如全日制普通高級中學教科書(必修加選修)《化學》第三冊第六單元第二節性質實驗方案設計，探究乙二酸分解產物。“如圖所示，給試管中的乙二酸晶體

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(H₂C₂O₄·2H₂O)加熱，將分解產物先通入干燥的、冷的小燒杯中，然后再通入澄清的石灰水中，觀察現象”。引導學生思考。該方案是如何檢驗可能的分解產物H₂O、CO₂和CO的呢？多名學生認為該裝置不合理：①該裝置只能檢驗一種水解產物（CO₂），不能檢驗是否有其它分解產物。②乙二酸晶體含有結晶水，加熱后無法證明草酸的分解產物中是否含水。③在未洗氣（除雜）的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應生成了草酸鈣沉淀（HOOC-COOH+Ca(OH)₂=Ca(COO)₂↓+2H₂O），對鑒別產物CO₂有干擾。④生成的CO未能除去，會污染空氣。⑤要證明分解產物有CO，其原理是將CO點燃，再將其燃燒產物通過澄清石灰水看是否產生白色沉淀。故必須要防草酸蒸氣的干擾（用堿液吸收），還要防CO₂的干擾（用堿液吸收，再用澄清石灰水確定氣體中無CO₂）。即分解氣體依次通過足量NaOH溶液、澄清石灰水、堿石灰干燥，再點燃后通入澄清石灰水。

善于疑，敢于疑，是走向真理的必經的階梯。但是，要引導學生以正確的態度質疑，不可陷入懷疑一切的怪圈中。

二、運用猜想與假設，明晰探究方向

在科學探究中，對探究的問題所涉及的知識和事實材料認識不夠充分的條件下，我們可以憑借已有的事實和先前的經驗，以假設的形式進行大膽的探索。

1.猜想與假設是探究式學習的核心方法

猜想與假設是科學結論的先導，一旦得到實驗的證實，它就可能發展成為科學結論。猜想與假設能幫助探究者明確探究的內容和方向，指導探究沿預定目標展開，避免盲目性。牛頓說過：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現。”事實上，很多偉大的發明和發現都是源于猜想。“化學能可以轉化為電能，電能應該也能轉化為化學能吧？”迪奧(Gaston Planté)就是在這樣的猜想下經過大量的實驗，最終發明了可充電的鉛酸電池。猜想與假設本身是科學探究的內容和要求。假如化學教學過程中回避了直覺、猜想、假設，實際上就是扼殺了學生的創造力。教學中應善于引導學生根據現象充分發揮自己的想象力，提出自己的觀點，從而能夠通過科學實驗認識到物質的屬性，最后推導出化學規律。

2.要鼓勵學生敢于猜想

在傳統的課堂教學中，學生習慣了教師平時的說教，好奇心受到了壓制，思維受到了抑制，另一方面學生也怕出錯，往往不敢猜。探究式學習是對科學研究的一種摸擬，但學生畢竟不是科學家，在探究程序和方法等具體要求上，應符合學生身心發展的規律。教學中教師需要鼓勵和引導，不管他們的猜測是否準確合理，教師都要持肯定的態度。培養他們的猜想要從最容易的入手，逐步建立學生的信心。只有從細微之處有意識地培養學生積極思維，積極猜想的習慣，才能逐步使他們形成良好的化學思維習慣，這是探究式教學中最重要的一環。

3.要讓學生學會正確的猜想方法

教學中有時會出現“放手讓學生猜想，學生往往怎么猜也猜不到點子上”的情況，怎樣避免尷尬局面呢？

一種有效的方法是先對探究的問題進行理論分析。

比如在探究“鈉與水反應的氣體產物”，從反應物所含的元素角度預測生成的氣體可能是氫氣，可能是氧氣，也可能是氫氣和氧氣的混合氣體。學生從氧化還原反應元素化合價變化的角度，很快就可否定是氧氣。接下來再設計實驗進行氫氣純度的驗證，也就水到渠成。

另一種是創設情景方法。

如《原電池》一節的學習，展示學生一個小故事：格林太太是一位漂亮開朗的婦女。她在開懷大笑的時候，人們可以發現她一口潔白的牙齒中有兩顆假牙：一顆是黃金的——這是格林太太富有的標志；另一顆是—不銹鋼的——這是一次車禍后流下的痕跡。令人百思不解的是，打車禍以后，格林太太經常頭疼，夜間失眠，心情煩躁……“車禍—假牙—病癥”有何聯系呢？師生針對假牙與病癥間的聯系展開討論，提出猜想：兩顆假牙均為金屬，與唾液中的電解質接觸，會產生電流，擾亂了神經系統的正常秩序。繼而給出伏特計、高濃度鹽水、幾種不同金屬片、導線，讓學生進行實驗探究。這樣就能做到有的放矢，有助于學生學習任務的順利完成。

作為教師，要盡量多動些腦筋，多創造一些機會，不斷激勵學生猜想。猜測和想象是化學智慧中最活躍的成分，對學生猜想能力的培養，是化學探究過程中的一個重要環節。猜想與假設要能幫助探究者明確探究的內容和方向，指導探究沿預定目標順利展開。探究的過程應當有懸念、有波瀾。要讓學生感受到成功的喜悅與失敗的痛苦，并從中培養學生科學的、正確的情感、態度和價值觀。

三、實施科學探究，鍛煉探究思維

把探究性學習貫穿在化學教學中，化學實驗是個突破口。實驗中的探究性學習能夠優化實驗教學，激發學生的探究情感，使他們快樂成長。

1.讓學生參與到探究式演示實驗中，親身探索化學知識。

學生是學習的主體，要充分發揮學生的主體作用。讓學生參與演示實驗可以調動其積極性，親身感受實驗過程，知識就更容易掌握了。

如在銅和濃硫酸反應的演示實驗中，常出現以下異常現象：反應后的試管內有大量灰白色沉淀，靜置后，溶液呈現淡淡的藍色。許多學生提出了銅片純度低，含有大量雜質的假設。為了檢驗他們的假設是否正確，引導學生課后進行實驗設計：稱取一定質量的銅與足量濃硫酸共熱，充分反應后過濾；往濾液中加入足量氫氧化鈉溶液后，再過濾；烘干氫氧化銅沉淀并灼燒至質量不再變化，稱量，數據處理。經過學生的實驗分析，得出結論：灰白色沉淀物并非雜質，主要成分是無水硫酸銅。產生的原因是由于硫酸濃度過高，含水量太少，銅片純度較高。在此實驗的基礎上，我又向學生們提出了以下探究性課題：⑴如何選取合適濃度的硫酸才能避免白色沉淀物生成。⑵評價銅片與濃硫酸演示實驗裝置的優缺點。⑶如何重新設計銅片與濃硫酸演示實驗裝置，做到反應可控制進行，并避免產生的二氧化硫污染空氣。

如此創造了良好的思維起點，寓求知于求真之中。

探究式演示實驗常采用定向歸納式探究。在演示過程中教師提出一些相關的問題，要求學生自己尋找答案，從探索中得出一般性結論。而在這個過程中，教師要通過設計探究性問題來激發學生的探究欲望和啟發學生的創造性思維。

2.把握探究式分組實驗的難度，提高學生探究的成功率。

探究式分組實驗是在教師指導下，學生圍繞實驗課題進行實驗，從中探索科學概念和規律。探究式分組實驗教學重視實驗探究的過程，把科學方法的培養和科學思維的訓練放在首位。學生可自由陳述科學問題、積極尋求解決問題所需的數據，并在解釋數據的基礎上得出結論。

教學中要根據學生的實際情況，適當變驗證性實驗為探究性實驗，促使學生自主探究化學知識。由于驗證性實驗本身往往有一定難度，改成探究式實驗時，問題的設計就顯得尤為重要，所以，設計的問題恰當，可以引導學生思考，有助于探究；設計的問題不恰當，則會使探究式實驗喪失應有的作用。如在互成角度的兩個力的合成的教學中，就需適當設置情景問題，讓學生不但知道怎樣做，還要知道為什么這樣做，真正使學生在做中學，在學中思。

3.充分發揮探究式的邊學邊實驗的教育功能，實現教與學的雙贏。

探究式的邊學邊實驗一般是由教師提出問題或創設條件，而學生則對問題進行假設論證，利用教師創設的情景通過實驗探索去論證一些現象和規律。

例如，在探究鈉的性質時設疑：“鈉是一種很活潑的金屬，可以置換出水中的氫。在金屬活動順序表中，鈉排在銅的前面，能置換出CuSO■溶液中的Cu嗎？你能預測可能的實驗現象，并加以解釋嗎？”有的學生認為可以，有的持懷疑態度。于是我們因勢利導請來一位學生上臺現場演示。奇跡發生了：Na塊浮在液面上、四處游動、放出氣體并析出藍色沉淀，卻始終無紅色Cu析出。隨即又設疑：“鈉與CuSO■溶液反應是如何進行的？又怎樣證明呢？”這時學生原有的認知與事實現象產生沖突，處于“心求迫而未得”、“口欲言而不能”的急需狀態，產生“憤”、“悱”的心理佳境。針對這一問題情景，回憶聯想“鈉與水的反應”→得出“鈉與CuSO■溶液反應的原理”→推廣K、Ca、Na、Ba等活潑金屬與鹽溶液的反應→引伸總結出“金屬與鹽溶液”的置換反應規律。這種實驗過程充分突出了學生的主體性，教師只是適時引導但不包辦代替。

探究式教學是一種新的教學模式，無章可循。這就要求我們教師要提高自身素質，認真領會教材變動的目的，把握探究活動的目的；注重從學生已有的經驗出發，精心設計課堂教學，合理設疑，營造一個有利于探究的教學環境；融會邊緣學科，以廣博的知識去拓寬學生的視野，通過多方面探究活動獲得新知并培養能力；樹立“授之以漁”的思想，在科學的探究過程中，擺正自己的位置。我們可以進行指導，可以參與，可以組織，但決不能越俎代庖。通過探究過程，學生一定能切實體會到探究真理的方法。

參考文獻：

［１］化學課程標準（實驗稿）.北京大學出版社出版.

［２］劉知新.化學教學論.高等教育出版社出版.

［３］基礎教育課程改革通覽.新華出版社出版.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”